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Mal de dos

Les exosquelettes soulagent les muscles... mais fatiguent le cerveau

Conçus pour soulager le stress du bas du dos, les exosquelettes contribueraient à fatiguer le cerveau en empêchant celui-ci de fonctionner en harmonie avec le reste du corps.

Les exosquelettes soulagent les muscles... mais fatiguent le cerveau gorodenkoff/iStock

  • Publié le 22.07.2021 à 15h30
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L'ESSENTIEL
  • L'exosquelette, qui est attaché à la poitrine et aux jambes de l'utilisateur, est conçu pour aider à contrôler la posture et les mouvements pendant le levage afin de protéger le bas du dos et de réduire les risques de blessures.
  • L'exosquelette essaie d'anticiper vos mouvements, mais ça ne se passe pas bien, alors vous vous battez avec l'exosquelette, et cela provoque ce changement dans votre cerveau.

C’est un appareil prévu pour soulager ce qui entraînerait de la fatigue physique. Les exosquelettes sont des appareils prévus pour épargner à leurs usagers le stress du bas du dos, notamment pour les travailleurs qui doivent porter de lourdes charges. Le problème, révèle une étude parue le 11 juin dans la revue Applied Ergonomics, est que cela conduit à fatiguer le cerveau. Selon les scientifiques américains de l’université d’Ohio State qui ont mené la recherche, ces dispositifs génèrent un manque d’harmonie entre le corps et le cerveau qui se voit imposer une charge de réflexion supplémentaire.

Comme danser avec un mauvais partenaire

L'exosquelette, qui est attaché à la poitrine et aux jambes de l'utilisateur, est conçu pour aider à contrôler la posture et les mouvements pendant le levage afin de protéger le bas du dos et de réduire les risques de blessure. Cependant, la fatigue supplémentaire que cela cause au cerveau contribuerait à annuler ses avantages physiques potentiels. “C'est presque comme danser avec un très mauvais partenaire, résume William Marras, professeur d'ingénierie des systèmes intégrés et auteur principal de l'étude. L'exosquelette essaie d'anticiper vos mouvements, mais ça ne se passe pas bien, alors vous vous battez avec l'exosquelette, et cela provoque ce changement dans votre cerveau qui modifie le recrutement musculaire - et pourrait provoquer des forces plus élevées sur le bas du dos, ce qui pourrait conduire à des douleurs et blessures possibles.”

Pour l’étude, les chercheurs ont demandé à 12 personnes, six hommes et six femmes, de soulever à plusieurs reprises un ballon médicinal en deux séances de 30 minutes. Pendant la première session, les participants portaient un exosquelette alors qu’ils ont passé la deuxième sans l’appareil. Les chercheurs ont utilisé des capteurs infrarouges pour évaluer l'activité cérébrale des participants et mesuré la force exercée sur le bas du dos de chaque participant au cours de chaque session. Ils ont également compté le nombre de fois où les volontaires sont parvenus à soulever le ballon médicinal au cours de chaque session. Lors de sessions séparées, ils ont demandé à ces mêmes participants d'effectuer le même exercice en rajoutant une tâche mentale : ils ont demandé aux participants de soustraire 13 d'un nombre aléatoire compris entre 500 et 1 000 à chaque fois qu'ils ont levé le ballon.

Le cerveau confus

Les résultats ont montré que lorsque les participants ont soulevé et abaissé simplement le ballon, l'exosquelette a réduit légèrement la charge sur le bas du dos des volontaires. Quand les participants ont dû faire des calculs dans leur tête tout en soulevant et en abaissant le ballon, ces avantages ont disparu.

Bien que les utilisateurs d'exosquelettes sur une chaîne de montage n'aient peut-être pas à faire des calculs dans leur tête, tout type de tension mentale telle que le stress psychologique ou les instructions qu'ils doivent suivre pourraient avoir le même effet, assure William Marras. Quand nous avons regardé ce qui se passait dans le cerveau, il y avait plus de concurrence pour ces ressources. La personne faisait ce calcul mental, mais le cerveau essayait également de comprendre comment aider le corps à interagir avec l'exosquelette, et cela a rendu confuse la façon dont le cerveau recrutait les muscles pour effectuer la tâche.”

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